Решение задач на процентную концентрацию растворов

Цель: отработать умения рассчитывать процентную концентрацию растворов и приготовление растворов с заданной концентрацией.

Задачи урока:

образовательные – применение  знаний полученных на уроках химии и математики для решения задач;

развивающие – развивать логическое мышление, приемы умственной деятельности, познавательную активность, внимание, умение сопоставлять, анализировать, делать выводы;

воспитательные – развитие дисциплинированности, ответственности, наблюдательности, внимательности и аккуратности при работе с опасными веществами.

Общие компетенции:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые способы выполнения задач.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 5. Использование коммуникационных технологий.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды, за результат выполнения задания.

Обеспечение урока:

Методическое обеспечение - организация упражнений по углублению практических  умений и навыков, практический, контроль и взаимоконтроль.

Дидактическое обеспечение

а)  раздаточный материал на тему Концентрация растворов: тест, задачи, практикум;

б) лабораторное оборудование - штатив для пробирок – 1 шт., пробирки – 2 шт., мерные цилиндры – 5 шт., весы аптечные с набором гирь, ареометры – 3 шт., термометр водный, шпатель, стеклянные палочки – 5 шт;

в) реактивы - вода, гидроксид натрия (кристаллический), нитрат аммония (кристаллический), перманганат калия (кристаллический), 96%-ный раствор этилового спирта, 70%-ный раствор уксусной кислоты.

3. Информационно-компьютерное обеспечение

а) мультимедийный проектор, презентация;

б) основные источники информации:

Химия

1. Габриелян О.С. Химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.

2. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Н.М. Дорофеева. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009.

3 Ерохин Ю.М. Химия: Учеб. для средних спец. учебных заведений. - М.: Издательский центр «Академия»: Высшая школа, 2001.

Математика

Колягин Ю.М  Математика: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие для  студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования/ Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканин, Г.Н. Яковлев; Под ред. Г.Н. Яковлева.- 5-е изд.- М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008.

Математика «Типовые тестовые задания», под редакцией А.Л. Семенова, И.В. Ященко, издательство «Экзамен» Москва 2012г.

в) дополнительные источники информации:

Химия

1. Евстифеева А.Г. Пособие для подготовки к централизованному тестированию по химии. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.

2. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие / Б.И. Адамсон, О.Н. Гончарук, В.Н. Камышова и др., Под ред. Н.В. Коровина. - 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2004.

3. Шипуло Е.В. Решение задач по химии / Е.В. Шипуло. - М.: Филол. о-во «СЛОВО», Изд-во Эксмо, 2005.

Математика

Будлянская Н.Л, Сумина Г.Н Решение текстовых задач: Пособие для учащихся. – Комсомольск-на-Амуре: Издательство Комсомольского –на-Амуре государственного педагогического университета, 2004.

Деятельность преподавателя

- приветствие студентов

-объявление студентам целей урока;

- стимулирование положительной мотивации к обучению;

- напоминание студентам о межпредметных связях;

- целевая установка на работу;

- постановка вопросов и заданий;

- подведение итогов

- целевая установка на работу;

- указание на алгоритм решения задач;

- повторение правил техники безопасности на уроке;

- контроль за деятельностью обучающихся

- Подведение итогов урока;

- выставление и комментирование оценок за работу на уроке;

- целевая установка на выполнение домашнего задания;

- определение сроков выполнения д/з.

ХОД ЗАНЯТИЯ

I.Организационный этап:

1. Приветствие, психологический настрой на совместную деятельность преподавателей и студентов;

2. Определение мотивации и постановка целей урока.

II. Подготовка обучающихся к активному усвоению знаний:

1.Что такое растворы?

2.Что называют процентом?

3. Что называют растворителем, а что растворенным веществом?

4.Из чего складывается масса раствора?

5. Какие типы растворов различают по типу растворителя?

6. 48% раствор. Что это значит?

7. Что называют процентной концентрацией раствора и чем ее можно выразить?

8. 1,5 г соли растворили в 10 г жидкости. Определите процентную концентрацию раствора.

Весь материал - в документе.

Решение задач

на процентную концентрацию

растворов

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

ИНТЕГРИРОВАННОГО ОТКРЫТОГО УРОКА

ПО МАТЕМАТИКЕ И ХИМИИ

Технологическая карта занятия

Тема урока. Решение задач на процентную концентрацию, сплавы и растворы.

Тип урока: систематизация и обобщение знаний.

Вид урока: интерактивная групповая работа.

Цель: отработать умения рассчитывать процентную концентрацию растворов и приготовление растворов с заданной концентрацией.

Задачи урока:

образовательные – применение знаний полученных на уроках химии и математики для решения задач;

развивающие – развивать логическое мышление, приемы умственной деятельности, познавательную активность, внимание, умение сопоставлять, анализировать, делать выводы;

воспитательные – развитие дисциплинированности, ответственности, наблюдательности, внимательности и аккуратности при работе с опасными веществами.

Общие компетенции:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые способы выполнения задач.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 5. Использование коммуникационных технологий.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды, за результат выполнения задания.

Обеспечение урока:

1. Методическое обеспечение - организация упражнений по углублению практических умений и навыков, практический, контроль и взаимоконтроль.

2. Дидактическое обеспечение

а) раздаточный материал на тему Концентрация растворов: тест, задачи, практикум;

б) лабораторное оборудование - штатив для пробирок – 1 шт., пробирки – 2 шт., мерные цилиндры – 5 шт., весы аптечные с набором гирь, ареометры – 3 шт., термометр водный, шпатель, стеклянные палочки – 5 шт;

в) реактивы - вода, гидроксид натрия (кристаллический), нитрат аммония (кристаллический), перманганат калия (кристаллический), 96%-ный раствор этилового спирта, 70%-ный раствор уксусной кислоты.

3. Информационно-компьютерное обеспечение

а) мультимедийный проектор, презентация;

б) основные источники информации:

Химия

1. Габриелян О.С. Химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов. - М.: Издательский центр «Академия», 2005.

2. Габриелян О.С. Практикум по общей, неорганической и органической химии: учеб. пособие для студ. сред. проф. учеб. заведений / О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, Н.М. Дорофеева. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2009.

3 Ерохин Ю.М. Химия: Учеб. для средних спец. учебных заведений. - М.: Издательский центр «Академия»: Высшая школа, 2001.

Математика

1. Колягин Ю.М Математика: В 2 кн. Кн.1: Учеб. Пособие для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования/ Ю.М. Колягин, Г.Л. Луканин, Г.Н. Яковлев; Под ред. Г.Н. Яковлева.- 5-е изд.- М.: ООО «Издательство Оникс»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2008.

2. Математика «Типовые тестовые задания», под редакцией А.Л. Семенова, И.В. Ященко, издательство «Экзамен» Москва 2012г.

в) дополнительные источники информации:

Химия

1. Евстифеева А.Г. Пособие для подготовки к централизованному тестированию по химии. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2002.

2. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. пособие / Б.И. Адамсон, О.Н. Гончарук, В.Н. Камышова и др., Под ред. Н.В. Коровина. - 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2004.

3. Шипуло Е.В. Решение задач по химии / Е.В. Шипуло. - М.: Филол. о-во «СЛОВО», Изд-во Эксмо, 2005.

Математика

Будлянская Н.Л, Сумина Г.Н Решение текстовых задач: Пособие для учащихся. – Комсомольск-на-Амуре: Издательство Комсомольского –на-Амуре государственного педагогического университета, 2004.

ХОД ЗАНЯТИЯ

I.Организационный этап:

1. Приветствие, психологический настрой на совместную деятельность преподавателей и студентов;

2. Определение мотивации и постановка целей урока.

II. Подготовка обучающихся к активному усвоению знаний:

III. Обобщение и систематизация ранее изученного материала.

IV. Подведение итогов занятия и рефлексия.

Выставление оценок студентам за работу на уроке, рефлексия.

V. Домашнее задание.

1 уровень – на оценку «3».

2 уровень – на оценку «4».

Смешали 4 литра 15%-ного водного раствора некоторого вещества с 6 литрами 25%-ного водного раствора этого же вещества. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора?

3 уровень – на оценку «5».

Смешали 30%-ный и 60%-ный растворы кислоты и добавили 10 кг воды, получили 36%-ный раствор кислоты. Если бы вместо 10 кг воды добавили 10 кг 50%-ного раствора той же кислоты, то получили бы 41%-ный раствор кислоты. Сколько кг 30%-ного раствора использовали для получения смеси?

Ход урока

I. Организационный этап.

1. Приветствие, психологический настрой на совместную деятельность преподавателей и студентов.

Сегодня на уроке вам предстоит не только вспомнить и закрепить пройденный материал, но и научиться организовывать собственную деятельность, выбирать типовые способы выполнения задач, работать в коллективе и команде, эффективно общаться с одногруппниками.

2.Определение мотивации и постановка целей урока.

В жизни человек постоянно сталкивается с различными веществами. Чаще всего эти вещества находятся в каком-нибудь соотношении между собой, т.е. с чистыми веществами имеем дело очень редко. Обычно это какие-либо растворы веществ. В жизни нам приходится растворы смешивать, разбавлять или наоборот делать более концентрированными, нам необходимо порой вычислить концентрацию используемых растворов или даже самим их готовить. Для этого недостаточно знаний только химии поможет нам и наука математика.

Сегодня на уроке мы будем применять знания двух наук – химии и математики для решения задач на процентную концентрацию растворов. Запишите тему урока «Решение задач на процентную концентрацию растворов».

Эпиграфом нашего урока может послужить фраза сказанная Антуаном де Сент-Экзюпери: «Только из союза двоих работающих вместе и при помощи друг друга, рождаются великие вещи».

Познакомьтесь с планом работы на уроке.

План урока:

1. Повторение понятий о растворимости веществ и процентах.

2. Решение задач на процентную концентрацию растворов химическим и математическими способами.

3. Практическая часть – приготовление растворов.

4. Просмотр видеофильма.

5. Подведение итогов урока.

Цель нашего урока: применение знаний полученных на уроках химии и математики для решения задач.

II. Подготовка обучающихся к активному усвоению знаний:

1. Перекрестный фронтальный вопрос:

1.1.Что такое растворы?

1.2. Что называют процентом?

1.3. Что называют растворителем, а что растворенным веществом?

1.4. Из чего складывается масса раствора?

1.5. Какие типы растворов различают по типу растворителя?

1.6. 48% раствор. Что это значит?

1.7. Что называют процентной концентрацией раствора и чем ее можно выразить?

1.8. 1,5 г соли растворили в 10 г жидкости. Определите процентную концентрацию раствора.

2. Демонстрация опыта «Изменение температуры при растворении веществ». Опыт представлен в форме видеоклипа.

Растворы – это физико-химические системы. Физический процесс растворения вещества заключается в разрушении кристаллической решетки растворяемого вещества и диффузии его частиц в частицах растворителя.

Химический процесс растворения вещества – гидратация частиц растворенного вещества, т.е. окружение их частицами растворителя, например, воды. Часто растворение сопровождается термическими явлениями.

В две пробирки налить (до 1/3) воды и измерить ее температуру. В первую пробирку всыпать 2-3 г нитрата аммония, осторожно перемешать и измерить температуру раствора. Во вторую пробирку внести несколько кусочков гидроксида натрия и после перемешивания измерить температуру раствора.

При растворении какого из веществ теплота выделяется, а какого поглощается, как называются такие процессы?

Следующий этап нашего урока – проверочная тестовая работа со взаимоконтролем.

1. Тест на тему «Концентрация растворов»

Вариант 1

1. В 200 г воды растворили 50 г сахара. Массовая доля сахара в растворе составляет:

а) 25%; б) 4%; в) 8%; г) 20%.

2. Масса растворенного вещества, содержащегося в 200 г раствора с массовой долей 10%, равна:

а) 10 г; б) 20 г; в) 30 г; г) 40 г.

3. Объем азота, содержащегося в 200 л воздуха с объемной долей азота 78% равен:

а) 256 л; б) 156 л; в) 15,6 л; г) 25,6 л.

Вариант 2

1. В 180 г воды растворили 20 г соли. Массовая доля соли в растворе составляет:

а) 11%; б) 10%; в) 9%; г) 8%.

2. Масса растворенного вещества, содержащегося в 30 г раствора с массовой долей 20% равна:

а) 0,6 г; б) 3 г; в) 6 г; г) 30 г.

3. Объем кислорода содержащегося в 500 л воздуха с объемной долей кислорода 21% равен:

а) 105 л; б) 23,8 л; в) 10,5 л; г) 21,0 л.

Критерии оценки: «5» - три правильных ответа;

«4» - два правильных ответа;

«3» - один правильный ответ;

«2» - нет правильных ответов.

III. Обобщение и систематизация ранее изученного материала.

1. Решение задач с помощью химических формул и математических методов.

1. Ржавчину – рыхлую корку гидроксида железа (III) Fe(OH)₃ на поверхности металлических изделий – проще всего снять обработкой разбавленным раствором соляной кислоты, содержащей ингибитор (замедлитель реакции окисления железа) – уротропин C₆H₁₂N₄. Мелкие детали погружают в 5%-ный раствор соляной кислоты добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Рассчитайте объем воды и объем 35%-ной соляной кислоты (плотность 1,175 г/мл) который потребуются для приготовления 3 литров 5%-ного раствора (плотность 1,023 г/мл).

2. Определите, сколько нужно взять растворов соли 60%-ной и 10% -ной концентрации для приготовления 300 г раствора 25% -ной концентрации?

Однообразная работа утомляет человека. Поэтому необходимо менять виды деятельности для достижения положительного результата. Предлагаем Вам при смене деятельности немного привести свое зрение в норму, сделав зрительную гимнастику. Это поможет вам восстановить кровообращение в органах зрения и активизировать работу мозга, что будет способствовать повышению качества работы на уроке.

ГИМНАСТИКА ДЛЯ ГЛАЗ

2. Приготовление растворов заданной концентрации.

Группа студентов делится на 3 подгруппы, каждая подгруппа получает задачу. Каждая подгруппа делится еще на две группы: группа теоретиков и группа практиков. Теоретики должны рассчитать, сколько необходимо взять веществ для приготовления раствора и полученные данные передать практикам. Практики должны, используя данные теоретиков, приготовить раствор и проверить его правильность с помощью ареометра.

Преподаватель математики проверяет теоретиков, а преподаватель химии – практиков.

Перед выполнением практической части проводится повторный инструктаж по технике безопасности (в стихах).

Чай и вкусный бутерброд
Очень просятся в твой рот.
Не обманывай себя -
Есть и пить у нас нельзя!
Это, друг, химкабинет,
Для еды условий нет.

  Пусть в пробирке пахнет воблой,
В колбе - будто мармелад,
Вещества на вкус не пробуй!
Сладко пахнет даже яд.

Вдруг попал тебе на кожу

Ядовитый химикат:

Срочно смой его водою,

Не то будешь сам не рад!

Нюхать нужно осторожно,

И при том, махнув рукой,

И тогда не будет плохо

У ребенка с головой.

Прежде чем начать работать,

Парту надо расчищать,

А не то учебник будет

Под рукой тебе мешать!

Рукой не трогай реактивы –

Начнутся страшные нарывы.

А коль коснешься кислоты,

О, скоро пожалеешь ты!

Группа 1. Для засолки огурцов используют 3,5%-ный раствор уксусной кислоты (уксусная эссенция) для подавления образования гнилостных бактерий.

Приготовьте 200 мл столового уксуса (массовая доля 3,5 % плотностью 1,004 г/мл) разбавлением уксусной кислоты (массовая доля 70% и плотность 1,07 г/мл). Рассчитайте, сколько потребуется мл воды и уксусной эссенции?

Группа 2. Для приготовления различных спиртовых компрессов, растираний, лосьонов часто необходимо использование 40%-ного раствора этилового спирта (водка).

Приготовьте 100 мл водки (массовая доля 40%) из этилового спирта, если плотность этилового спирта 0,8 г/мл. Рассчитайте, сколько потребуется мл воды и этилового спирта?

Группа 3. «Препарат номер один» в домашней аптечке – перманганат калия KMnO₄ (марганцовка). В медицине применяют водные растворы перманганата калия разной концентрации при лечении ангины, змеиных укусов, промывании желудка, обработки ран. Для обработки ожогов используют 2 – 5%-ные растворы KMnO₄.

Рассчитайте массу перманганата калия и объем мл воды, которые требуются для приготовления 100 г 3%-ного раствора KMnO₄.

Пока работает группа теоретиков, практики выполняют задание по рефлексии, и наоборот, когда работает группа практиков, теоретики выполняют задание по рефлексии.

IV. Подведение итогов занятия и рефлексия.

Итак, в ходе урока мы убедились, что науки химия и математика находятся в тесном взаимодействии. Это относится и к другим дисциплинам естественнонаучного цикла.

Выставление оценок.

Каждой подгруппе (теоретикам и практикам) предлагается продолжить фразу «Химия и математика – это ...»

Вашего внимания в изучении заслуживают все дисциплины, изучаемые на 1 курсе для успешного продолжения учебы в дальнейшем и успешной сдачи предстоящей весенней сессии, чтоб не произошла с вами забавная история одного студента (звучит песня студента о сессии).

V. Домашнее задание.

1 уровень – на оценку «3»

На 3,9 г калия подействовали 41,1 мл воды. Определите массовую долю полученной щелочи.

2 уровень – на оценку «4».

Смешали 4 литра 15%-ного водного раствора некоторого вещества с 6 литрами 25%-ного водного раствора этого же вещества. Сколько процентов составляет концентрация получившегося раствора?

3 уровень – на оценку «5».

Смешали 30%-ный и 60%-ный растворы кислоты и добавили 10 кг воды, получили 36%-ный раствор кислоты. Если бы вместо 10 кг воды добавили 10 кг 50%-ного раствора той же кислоты, то получили бы 41%-ный раствор кислоты. Сколько кг 30%-ного раствора использовали для получения смеси?